SE439952B - Anordning for automatisk reglering av tomgangen hos en forbrenningsmotor - Google Patents

Description

\,J|. 15 20 30 UU 7812831-1 motorns varvtal till det förutvalda tomgångsvärdet. Sistnämnda värde är såsom känt ett relativt högt värde, vid vilket motorns drift är tillräckligt stabil utan risk för tillfälliga stopp, men varvtalet är samtidigt relativt lågt för att ge en drift som like är alltför kostsam, alltför bullrig, alltför miljöovänlig osv.

Behovet av systematiska justeringsinsatser är naturligtvis rela- tivt kostsamt och involverar olägenheter för fordonsföraren, och dessutom föreligger naturligtvis risk för att justeringen kan göras på irreguljärt sätt eller med bristande noggrannhet av otränade operatörer, varvid resultatet ofta blir negativt även från miljönedsmutsningssynpunkt.

Just för att förhindra behovet av manuella jdsterihgsopera- tioner (med de ovan angivna nackdelarna) har anordningen enligt uppfinningen åstadkommits. Anordningen är en automatisk regulator för inställning av en förbränningsmotors icke belastade tomgångs- drift, dvs inställning av minsta öppningsvinkeln för det stryp- spjäll som påverkas av gaspedalen.

Regulatorn utmärkes i huvudsak av att den innefattar ett rörligt element som innesluter åtminstone en volym, anordningar som är anordnade att åstadkomma insläpp i denna volym av ett flui- dum av förvalt tryck och anordnade att åstadkomma utsläpp av flui- det från volymen, varvid förskjutningarna av det rörliga ele- mentet motsvarar insläppet och utsläppet av fluidet, varvid det rörliga elementet har ett till sig operativt anslutet anslags- organ som är godsfast med spjället så att då gaspedalen släppes, det rörliga elementets position definierar spjällets position för minsta öppning, och regulatorn innefattar vidare organ som gen- svarar mot motorns varvtal och som är operativt anslutna till på- verkningsorgan, vilka är anordnade att, då gaspedalen frisläppes, styra anordningarna för att bringa det fluidum som inkommer under förutvalt tryck i volymen, att förskjuta det rörliga elementet så, att motorvarvtalet ökar när varvtalet är under ett första förutbestämt värde och för att styra anordningarna för att bringa det fluidum som utströmmar från volymen, att förskjuta det rörliga elementet så att motorvarvtalet minskar när varvtalet är under ett andra förutbestämt värde, som ligger inom ett intervall över det första värdet.

Uppfinningen definieras i de bilagda patentkraven.

Uppfinningen kommer i det följande att närmare beskrivas i 15 20 30 40 7812831-1 exempelform med hänvisning till den bifogade ritningen, på vilken fig. l, 2 och 3 schematiskt visar föredragna utföringsformer av anordningen enligt uppfinningen.

I fig. l visar siffran l ett block som innefattar en elektro- nikkregs, till vilken elektriska signaler ankommer via ledningen 2 såsom en funktion av motorvarvtalet. Dessa signaler avges av en konventionell anordning, vilken ex.vis utgöres av en elektrisk sensor S av induktiv typ, fotocelltyp eller dylikt, vilken ger en elektrisk signal närhelst en diskontinuitetspunkt passerar i dess närhet, eller, i vilket fall ett strömsättningsorgan som är fast med hjulet M, vilket senare roteras med en hastighet som är pro- portionell mot motorvevaxelns hastighet. Signalerna, vilka är en funktion av motorvarvtalet, skulle även kunna tas från motorns tändningssystem.

Vid siffran 3 indikeras en kapselvolym och vid siffran 4 en rörlig vägg, vilken avgränsar denna volym, varvid siffran 5 visar en fjäder som är förspänd och verkar mot väggens 4 ytter- yta som är rörlig relativt volymen 3. I det visade och beskrivna exemplet utnyttjas en med rörlig vägg försedd kapsel, i vilken pàverkningsfluidet är en vätska såsom bensin eller smörjolja, som står under ett tryck överskridande atmosfärstrycket. Emeller- tid kan ett gasformigt fluidum likaväl användas, vilket gasfluidum har ett negativt tryck relativt omgivningstrycket, och i detta fall borde fjädern vara förlagd på den rörliga väggens 4 inneryta.

Vid siffran 6 och siffran 7 indikeras tvâ ändanslag för begräns- ning av den rörliga väggens 4 förskjutningar relativt en normal till väggens yta, och dessa ändanslag kan ev. vara lägesjuster- bara. Vid 8 och lO indikeras två elektromagnetventiler. Ven- tilen 8 är införd mellan utrymmet 3 och ledningen 9, som emottar trycksatt bensin som levereras av motorns bensinmatningspump.

Ventilen 10 är införd mellan utrymmet 3 och ledningen ll, genom vilken bensin kan matas tillbaka till bensintanken eller till bensinmatningspumpens sugsida. Pumpen och tanken visas ej på rit- ningen. Vid 12 och 13 indikeras de elektriska ledningar som an- sluter blocket l till elektromagnetventilerna 8 resp. 9. Den elektricitet som erfordras för påverkan av nämnda elektromagnet- ventiler ledes genom nämnda ledningar. I blockets l inre är den elektroniska kretsen anordnad att med referensvärden såsom Nl, Ng och N3 jämföra de signaler, vilka är en funktion av motorvarvtalet \J1 1Û 15 20 25 BO ÄO 7812831-1 och når kretsen via ledningen 2, och att leda en ström för öppning av elektromagnetventilen 8 närhelst, på basis av sådana signaler, motorvarvtalet ligger under ett förvalt värde NB och även under ett förvalt värde Nl, vilket sistnämnda värde är lägre än N3.

Omvänt ledes ström för att öppna elektromagnetventilen lO när motorvarvtalet är under NB men över N2, varvid värdet N2 är lägre än N3 men större än eller lika med Nl. I det förra fallet kommer som en följd härav vätska att medges inströmma via elektromagneten 8 till utrymmet 3 och förskjuta den rörliga väggen 4 i en riktning, dvs i sådan riktning att spjället 16 öppnas, så att motorvarvtalet höjs ända tills varvtalet intar ett värde mellan Nl och Ng, var- efter blockets l elektroniska krets klipper av öppningssignalen till elektromagnetventilen 8. I det senare fallet gäller på om- vänt sätt att vätskan avgår från utrymmet 3 via elektromagnet- ventilen lO och att därigenom den förskjutbara väggen 4 förskjutes i den motsatta riktningen, dvs i en riktning sådan, att spjället 16 stänges, varigenom motorvarvtalet reduceras tills varvtalet intar ett värde som ligger mellan N2 och Nl, varefter blockets 1 elektroniska krets klipper av öppningssignalen till elektromag- netventilen lO. I fig. l indikerar sist siffran 14 en hävarm, som är godsfast med spjällets 16 axel 15, varvid det i motorns insugningsledning 17 anordnade spjället 16 är styrt för att strypa lufttillförseln eller luft-bränsleblandningtillförseln till själva motorn. När gaspedalen frisläppes, roterar såsom känt en fjäder spjället så, att spjället bringas till ett läge för maximal strypning (gaspedalen och fjädern visas ej på ritningen) emedan armens 14 ände är tillordnad en justerbar ställpinne 18, som i denna position för spjället ligger an med sin spets mot den rör- liga väggens 4 centrum så, att positionen för den rörliga väggen definierar spjällets ändläge och sålunda spjällets grad av stäng- ning eller stnnxüng, och den ovan beskrivna anordningen verkar på sådant sätt att varvtalet för motorn under tomgångstillstånd får ligga inom ett relativt snävt värdesområde, dvs mellan Nl och N2, och detta gäller oberoende av om motorn har större eller mindre effektivitet, och oberoende av dess inbromsningsförhållan- den och ev. även av motortemperaturen och oljetemperaturen, när motorn och oljan icke nått stabila driftstillstånd.

För att få en mjukare motordrift när gaspedalen frigöras vid ett varvtal som är högre än N3 och när sålunda blockets l kn 10 15 20 25 30 35 40 7812831-1 kf! elektroniska krets icke åstadkommer något ippnande av elektro- magnetventilerna 8 och 10, har man insett att en mycket smal genomloppsöppning kan vara anordnad parallellt med elektromagnet- ventilen 8 mellan ledningen 9 och utrymmet 3 för att hålla ut- rymmet 5 vätskefyllt och pressa väggen 4 mot dess ändlägesanslag 6. Den trånga genomloppsporten som ligger parallellt med elektro- magnetventilen 8 kan vara anordnad i det inre av elektromagnet- ventilens kropp och har av denna orsak icke visats på ritningen.

En annan möjlig utföringsform av föreliggande uppfinning Denna utföringsform kan tillgripas om man finner De element visas i fig. 2. det mindre önskvärt att utnyttja elektroniska kretsar. vilka är lika dem i utföringsformen enligt fig. l indikeras med samma referenssiffror och har samma funktion. De komponenter, 1.;1~. vilka är typiska för utföringsformen enligt fig. 2 är den -lll doserpumpen 19 med dess plunger 20 och de två små automatventil- erna 21 och 22, vilka består av en inloppsventil ooh en utlopps- ventil. Plungern 20 bibringas en fram- och átergàende rörelse av tryckstången 37, vilken är förspänd medelst fjädern 25 till kontakt med en excenter 25, vilken är godsfast med axeln 24, vilken ro- teras av motorvevaxeln (ej visad i fig. 2). Vid 26 indikeras en ventil, vars rörliga element bibehàlles i stängt läge medelst fjädern 27, medan, då gaspedalen frisläppes, anslaget 28 som är godsfast med armen 14 kommer i kontakt med det rörliga elementets 26 yttre ände för att finskjuta det rörliga elementet till dess öppningsposition. Vid 29 indikeras en ledning som upprättar en kommunikation mellan matningsledningen från motorns vanliga ben- sinmatningspump (ej visad pà ritningen) via en trång genomlopps- öppning 50 och utrymmet 5. Vid 31 indikeras en ledning som anord- nar en kommunikation mellan utrymmet 5 och den lilla doserpumpens 19 sugsida. Vid 32 visas en ledning som via ventilen 26 och led- ningen 33 åstadkommer en kommunikation mellan den lilla doser- pumpens 19 matningssida och bilens bensintank.

Anslutningen mellan tryckstàngen 57 och plungern 20 är an- ordnad via en jämförelsevis styv fjäder 34 som håller plungerns 20 tryckplatta mot husets 36 motsvarande tryckplatta, varvid huset 36 är godsfast med tryckstàngen 37.

Då ventilen 26 är stängd och plungern 20 är stationär, kom- mer sålunda tryckstângens 37 matningsrörelse att absorberas genom att fjädern 34 elastiskt ger efter. Av det föregående framgår \..Y l 10 15 20 BO HO 'kommer i anslutning till den smala genomloppsporten 30. 7812831-1 hur den i fig. 2 visade anordningen fungerar. När gaspedalen frisläppes är ventilen 26 öppen, och i utrymmet 5 är vätske- trycket lika med det praktiskt taget konstanta bensinmatnings- trycket från motorns matningspump minus det tryckfall som upp- Detta tryckfall är en funktion av det flöde som suges av matarpumpen eller doserpumpen l9, och detta flöde är proportionellt mot motor- varvtalet. I enlighet med fjäderns 5 belastning och eftergivlighet kommer det för varje värde av det tryck som existerar i utrymmet 3 (sålunda vid motorns varje tomgàngsvarvtal) att finnas en mot- svarande speciell position för membranet 4 och sålunda en speciell grad av stängning av spjället 16. För en viss motorsituation (ex.vis graden av inbromsning och friktion), bringar anordningen motorn till ett väldefinierat varvtal, och genom att på lämpligt sätt välja fjäderns 5 förspänning kan detta varvtal varieras då situationen varierar (ex.vis då graden av inbromsning varieras) men en sådan variation måste vara jämförelsevis liten och måste vara mycket mindre än den variation som skulle uppträda om spjäl- lets stängningsgrad hölls konstant.

En annan icke-elektrisk version av den uppfinningsenliga an- ordningen visas i fig. 3 och denna version skiljer sig från den enligt fig. 2 endast betr. det sätt på vilket den av membranet anordnade anslutningen är utförd för att begränsa spjällets stäng- ning då gaspedalen frisläppes. De komponenter vilka är gemensamma i utföringsformerna enligt fig. 2 och fig. 3 indikeras med samma referenssiffror och har samma funktion. I jämförelse med ver- sionen enligt fig. 2 är särdragen, att membranet 4 är godsfast med endera änden av ett element 38, vars motsatta ände är bi- bringat en kontur som pâ lämpligt sätt ansluter till en profil 39.

Denna profil är ett spärranslag för tryckstiftet 18, som är gods- -fast med armen 14 för att begränsa graden av stängning för spjäll- klaffen 16. Om profilens lutning relativt elementets 58 axel är liten (och sålunda liten relativt elementets förskjutningsrikt- ning) kommer en liten andel av tryckpinnens 18 belastning (pà grund av den konventionella spjällvridningsfjädern som tenderar 'att bringa spjället mot stängningsposition) att överföras till membranet. Härigenom kan anordningens känslighet avsevärt för- bättras. Präglingen på profilen 59 vid elementets 38 ände medger vidare förhindrande av driftsoregelbundenheter hos motorn, vilka

Claims (6)

1. LV! 10 15 20 25 50 H0 7s12ss1«1 skulle kunna uppkomma vid höga motorvarvtal, då gaspedalen fri- släppes non spjället är alltför långtgående stängt. Vid 40 indi- keras en följare som är lagrad vid änden av en konsol ål som är godsfast med förgasarkroppen. för hög friktionskraft, en styrning av elementet 33 mot vilket belastningen från tryckstiftet lö (som är godsfast med armen lå) Naturligtvis kan modifikationerna av anordningen enli t Denna följare ger med en izke allt- verkar. g fig. 5 relativt anordningen enligt fig. 2 även introduceras i den elektroniska utföringsformen enligt fig. l. PATENTKRAV 1. Anordning vid automatisk reglering av tomgångsvarv- talet vid obelastat tillstånd hos en förbränningsmotor som är utrustad med åtminstone ett strypspjäll (16) för strypning av motorns matningsfluidumström, vilket spjäll är operativt an- slutet till en av en operatör påverkbar gaspedal, k ä n n e - t e c k n a d av att ett rörligt element (U) är anordnat att innesluta åtminstone en volym (3), att anordningar (8,9,10,11; 29,31) är anordnade att åstadkomma införing av ett fluidum av förutbestämt tryck i nämnda volym och att åstadkomma ett utflöde av fluidet från volymen, varvid förskjutningar av det rörliga elementet (4) motsvarar insläpp och utsläpp av fluidet, att det rörliga elementet (4) är operativt anslutet till ett anslagsor- gan (18) som är godsfast med spjället sä, att när gaspedalen släppes, det rörliga elementets (4) position definierar spjällets position för minsta öppning, att organ är anordnade att gensvara mot motorns varvtal, varvid gensvarsorganet är operativt an- slutet till påverkningsorgan (1;19) anordnade att vid frisläpp- ning av gaspedalen styra anordningarna (8,9;29) för att låta fluidet inkomma i volymen under ett förutvalt tryck för att förskjuts det rörliga elementet (H), så att motorns varvtal ökar när varvtalet ligger under ett första förutbestämg värde (Ni) och att styra anordningarna (10,11;51) för att låta fluidet strömma ut ur volymen (3) för förskjutning av det förskjutbara elementet, så att motorvarvtalet sjunker, när varvtalet ligger över ett andra förutbestämt värde (NZ) som ligger i ett intervall över det första värdet (Ni).

2. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att pâverkningsorganet (1) innefattar en elektronisk krets 10 15 30, NO 7812831-1 tsom är anordnad att aktiveras vid ett förvalt varvtal, vars värde (NB) är högre än nämnda första och andra värden íN1,N2), att den elektroniska kretsen är anordnad att åstadkomma en jäm- förelse mellan de signaler som härrör från av gensvarsorganet detekterade varvtal och de referenssignaler som hänfür sig till de varvtal, vilka motsvarar nämnda första (Ni) och andra värden (N2), att den elektroniska kretsen är anordnad att avge en första styrsignal till anordningarna (8,9) för in- försel av fluidum i volymen när det detekterade varvtalets signal ligger under den referenssignal som definieras av det första värdet (Ni), och är anordnad att avge en andra styr- signal till anordningarna (10,11) för återdragning av fluidum från volymen när den detekterade varvtalssignalen ligger över den av det andra värdet (N2) definierade referenssignaien. 5.

Anordning enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d ,av att anordningarna (8,l0) innefattar ett första och ett andra ventilorgan (8,10), som är elektroniskt påverkade och operativt anslutna till den elektroniska kretsen, att det första ventilorganet (8) är anslutet till en fluidumkälla som står under ett förutbestämt tryck och att det andra ventil- organet (10) är anslutet till en fluidumutmatningsledning (11), som också har ett förutbestämt tryck. Ä.

Anordning enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a d av att en andra ledning är anordnad parallellt med det första ventilorganet, och att den andra ledningen är försedd med en kalibrerad genomströmníngsport, som är ansluten till fluidum- källan och till volymen.

5. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att de nämnda anordningarna (29,51) innefattar en intags- ledning (29) som är försedd med en kalibrerad port, vilken I är ansluten till motorns konventionella bensinmatningspump, och en utmatningsledning (31), varvid pâverkningsorganet (19) innefattar en liten matningspump (19), som är rotationsdriven av motorn och har sin sugsida (21) ansluten till utmatnings- ledningen (31) samt har sin utmatningssida (22) ansluten till en ventil (26,27), som är styrd för att öppnas då gaspedalen frisläppes genom inverkan av ett tryckelement (28) som är godsfast med spjällklaffen. r .a 10 20 '1 r. 50 55 H0 7812831-1

6. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att den innefattar stopporgan (38,39,U3) för anslagsor¿anet (18), som är godsfast med spjällklaffen (15), och att stopp- organet ínnef¿ttar ett element (38,39), som är godsfast med det rörliga elementet (4) och har en profilerad yta, som är anordnad vínkelrät mot anslagsorganets (18) rörelseriktníng.